Analysis of Russian software supporting onboard systems development lifecycle in context of import substitution policy

Avionic industry in Russian Federation faces difficulties in organizing the reliable instrumental support of development processes. State-wide active direction on digitalization of the economy doesn’t facilitate the issue solving. The choice of software tools is an important component of success while developing complex certifiable software such as aircraft onboard systems. The same situation could be observed in other industries as well. Nowadays the Russian IT-market provides a sufficient amount of different software that can cover the development lifecycle processes of complex certifiable software for avionics in a varying degree. This article analyses the current situation on Russian software market and the impact of import substitution policy of Russian Federation on software developers and consumers – industrial enterprises. Details of regulation document DO-178C for onboard software development are considered to show the importance of correct choice of project’s instrumental landscape. Certain types of specialized software tools for development processes automating are considered. Authors identified the basic groups of tool functionality that provide support for the development lifecycle of onboard software. The Russian and foreign PLM (Product Lifecycle Management) and PDM (Product Data Management) systems and other software were examined for compliance with the necessary functionality. For comparative analysis the method based on additive verification of software by criteria was proposed. Research results allowed authors to make a conclusion about current Russian software level in comparison with worldwide analogues. Also some prospects of Russian software further evolution have received justification based on results of this research. Recommendations for the directions of software development and completion are given. The analysis, presented in the article, can be useful for avionic and other industries enterprises which need to choose some software for support the development lifecycle processes in new and ongoing projects of complex systems development. Also specialists who are interested in the current state of Russian IT industry can find some valuable information in this article.

1. Decree of the Government of the Russian Federation of April 15, 2014 N 328 "On approval of the state program of the Russian Federation" Development of industry and increasing its competitiveness", available at: http://ivo.garant.ru/#/document/70643464/paragraph/1:0 (in Russian) / Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 г. N 328 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности".

2. Decree of the Government of the Russian Federation of March 2, 2019 N 234 "On the system for managing the implementation of the national program" Digital Economy of the Russian Federation" http://ivo.garant.ru/#/document/72190034/paragraph/1:0 (in Russian) / Постановление Правительства РФ от 2 марта 2019 г. N 234 "О системе управления реализацией национальной программы "Цифровая экономика Российской Федерации".

3. Shelomanova P.A., Kuzmin R.A. The state program of import substitution in the Russian economy until 2020. Development and current issues of modern science, Magnitogorsk, no. 5(5), 2017, pp. 72-76 (in Russian) / Шеломанова П.А., Кузьмин Р.А. Государственная программа импортозамещения в российской экономике до 2020 года. Развитие и актуальные вопросы современной науки, no. 5(5), 2017 г., стр. 72-76.

4. Federal State Statistic Service (Rosstat), URL: https://www.gks.ru / Федеральная служба государственной статистики.

5. Khubaev G.N. Comparison of complex software systems by the criterion of functional completeness. Programmnye produkty i sistemy (Software & systems), no. 2, 1998, pp. 6-9 (in Russian) / Хубаев Г.Н. Сравнение сложных программных систем по критерию функциональной полноты. Программные продукты и системы, no. 2, 1998 г., стр. 6-9.

6. Khubaev G. N. Comparison of software products by the criterion of «Performance». Programmnye produkty i sistemy (Software & systems), no. 4, 2008, pp. 27-33 (in Russian) / Хубаев Г.Н. Сравнение программных продуктов по критерию «Производительность». Программные продукты и системы, no. 4, 2008 г., стр. 27-33.

7. Shcherbakov S.M. The method of analysis of complex systems by the criterion of functional completeness: expansion and adaptation. System Management. 2010. №2(8), pp. 1-20 (in Russian) / Щербаков С.М. Метод анализа сложных систем по критерию функциональной полноты: расширение и адаптация. Системное управление, вып. 2(8), 2010 г., стр. 1-29.

8. Boykov S.A. Models and valuation methods of the functional completeness of information systems for the state institutions in the social sphere. Business. Education. Law. Bulletin of Volgograd Business Institute, no. 4, 2014, pp. 231-235 (in Russian) / Бойков С.А. Модели и методы оценки функциональной полноты информационных систем для государственных учреждений в социальной сфере. Бизнес. Образование. Право. Вестник Волгоградского института бизнеса, no. 4, 2014 г., стр. 231-235.

9. Shirobokova S.N., Serikov O.N. Formal analysis of functional completeness of a system of video analytics. Engineering Journal of Don, no. 1, 2019, pp.33-47 (in Russian) / Широбокова С.Н., Сериков О.Н. Формализованный анализ функциональной полноты систем видеоаналитики. Инженерный вестник Дона, no. 1, 2019 г., стр. 33-47.

10. Lisetsky Yu.M. Algorithm for comparing the methods of complex quantitative assessment of the quality of complex systems. Programmnye produkty i sistemy (Software & systems), no. 4, 2012, pp.153-156 (in Russian) / Лисецкий Ю.М. Алгоритм сравнения методов комплексной количественной оценки качества сложных систем. Программные продукты и системы, no. 4, 2012 г., стр. 153-156.

11. Maslov Yu.G. About the methodology for software products comparison. Information Security, no. 2, 2007. pp.56-57 (in Russian) / Маслов Ю.Г. О методике сравнения программных продуктов. Информационная безопасность, no. 2, 2007 г.. стр. 56-57

12. Zhukov A.G. Comparison of software products based on the analytic hierarchy. European researcher, no. 6, 2011, pp. 934-935 (in Russian) / Сравнение программных продуктов на основе аналитической иерархии. European researcher, no. 6, 2011, стр. 934-935

13. Krakovskaya T.A., Tyurnev A.S. Comparative analysis of software products for marketing research. Modern technologies, System analysis, Modeling, no. 1, 2007, pp.120-126 (in Russian) / Краковская Т.А., Тюрнев А.С. Сравнительный анализ программныхродуктов для маркетинговых исследовани. Современные технологии, системный анализ, моделирование, no. 1, 2007 г., стр. 120-126

14. Mukhina E.R. Comparative characteristics of software products allowing management accounting. Actual problems of humanitarian and natural sciences, no. 9, 2014, pp.160-163 (in Russian) / Мухина Е.Р. Cравнительная характеристика программных продуктов, позволяющих вести управленческий учет. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук, no. 9, 2014 г., стр. 160-163

15. Dzyuba E.A., Shibanov S.V., Gerasina A.I. Comparative analysis of modern instruments supporting the life cycle of information systems. In Proc. of the International Symposium «Reliability and quality», 2012, pp. 420-426 (in Russian) / Труды Международного симпозиума «Надежность и качество», 2012 г., стр. 420-426.

16. Ozerkova A.V., Trubaeva A.L., Lebedeva M.Yu. Comparison of software products that can be used in the organization MUP KH "CHISTIC". New science: from idea to result, no. 4-1, 2016, pp. 65-68 (in Russian) / Озеркова А.В., Трубаева А.Л., Лебедева М.Ю. Сравнение программных продуктов, которые могут быть использованы в организации МУП КХ "ЧИСТИК". Новая наука: от идеи к результату, no, 4-1, 2016 г., стр. 65-68.

17. Gorelits N.K., Gukova A.S., Peskov E.V. Criteria for software to safety-critical complex certifiable systems development. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 30, issue 4, 2018, pp. 63-78. DOI: 10.15514/ISPRAS-2018-30(4)-4

18. Krasnoshekov D.V., Gorelits N.K., Peskov E.V. Requirements management for software development in the aviation industry. IT-Standard, no. 2, 2018, pp. 12-17 (in Russian) / Краснощеков Д.В., Горелиц Н.К., Песков Е.В. Аспекты управлениятребованиями при разработке программного обеспечения в авиационной отрасли. ИТ-Стандарт, no. 2, 2018 г., стр. 12-17

19. Gorelits N.K., Gukova A.S. Overview of lifecycle management software for certifiable aviation software development. Abstracts of the III All-Russian Scientific and Technical Conference «Modeling of aviation systems», 2018, p. 223 (in Russian) / Горелиц Н.К., Гукова А.С. Обзор и сравнительный анализ инструментальных средств для управления жизненным циклом при разработке сертифицируемого ПО. Тезисы докладов III Всероссийской научно-технической конференции «Моделирование авиационных систем», 2018 г., стр. 223.

20. Gorelits N.K., Kildishev D.S., Khoroshilov A.V. Requirement management for safety-critical systems. Overview of solutions. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 31, issue 1, 2019. pp. 25-48 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2019-31(1)-2 / Горелиц Н.К., Кильдишев Д.С, Хорошилов А.В. Управление требованиями к ответственным системам. Обзор решений. Труды ИСП РАН, том 31, вып. 1, 2019 г., стр. 25-48.

21. Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification (RTCA DO-178C), 2011.

22. Qualification requirements part 178C. Software requirements for onboard equipment and systems for certification of aviation equipment. M., IAC, 2016, 131 p. (in Russian) / Квалификационные требования КТ-178C. Требования к программному обеспечению бортовой аппаратуры и систем при сертификации авиационной техники. М., АР МАК, 2016, 131 стр.

23. Solodelov Yu.A., Gorelits N.K. Certifiable onboard real-time operation system JetOS for Russian aircrafts design. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 29, issue 3, 2017, pp. 171-178 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(3)-10 / Солоделов Ю.А., Горелиц Н.К. Сертифицируемая бортовая операционная система реального времени JetOS для российских проектов воздушных судов. Труды ИСП РАН, том 29, вып. 3, 2017 г., стр. 171-178.

24. Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware (RTCA DO-254), 2000.

25. Qualification Requirements part 254. Guidance on the warranty design of onboard electronics. M., IAC, 2011 (in Russian) / Квалификационные требования КТ-254. Руководство по гарантии конструирования бортовой электронной аппаратуры. М., АР МАК, 2011, 89 стр.

26. T-FLEX DOCs PLM. Availavle at: https://www.tflex.com, accessed 10.05.2020.

27. Full lifecycle management system «Digital Enterprise». Availabe at: http://vniief.ru/researchdirections/tisjaok/, accessed 10.05.2020 (in Russian) / СУ ПЖЦ «Цифровое предприятие»).

28. Soyuz PLM. Availabe at: http://www.programsoyuz.ru/products/system-soyuz-plm/, accessed 10.05.2020 (in Russian) / Союз-PLM.

29. IPS TDM| PDM| PLM | Workflow. Availabe at: https://intermech.ru, accessed 10.05.2020 (in Russian).

30. APPIUS PLM. Availabe at: http://www.appius.ru, accessed 10.05.2020 (in Russian).

31. Siemens Team Center PLM. Availabe at: https://new.siemens.com, accessed 10.05.2020.

32. PTC Windchill PLM. Availabe at: https://www.ptc.com/en, accessed 10.05.2020.

33. Dassault Systemes Enovia. Availabe at: https://www.3ds.com, accessed 10.05.2020.

34. SolidWorks Enterprise PDM. Availabe at: https://www.solidworks.com, accessed 10.05.2020.

35. IBM Rational Collaborating Lifecycle Management. Availabe at: https://jazz.net, , accessed 10.05.2020.

36. Aerospace recommended practice. Guidelines for development civil aircraft and systems (SAE ARP 4754A), 2010

37. Guideline R-4754A on the development of civil aircraft and systems. M., IAC, 2016, 131 p. (in Russian) / Руководство Р-4754А по разработке воздушных судов гражданской авиации и систем. М., АР МАК, 2016, 131 стр.

38. Guidelines and Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment (SAE ARP 4761), 1996

39. Guidelines R-4761 for Methods for Conducting the Safety Assessment Process on Civil Airborne Systems and Equipment, IAC, 2010, 242 pp. (in Russian) / Руководство Р-4761 по методам оценки безопасности систем и бортового оборудования самолетов гражданской авиации. М., АР МАК, 2010, 262 стр.

40. Integrated Modular Avionics Development Guidance and Certification Considerations (RTCA/DO-297), 2005

41. Guidelines R-297 for integrated modular avionics development and qualification. М., АР МАК, 2015, 123 p. (in Russian) / Руководство по вопросам разработки и квалификации интегрированной модульной авионики Р-297. М., АР МАК, 2015, 123 стр.

42. ISO/IEC/IEEE 15288 System engineering — System life cycle, 2015.

43. ISO 10007 Quality management — Guidelines for configuration management, 2017.

44. ISO/IEC 12207 Systems and software engineering – Software life cycle processes, 2008.

45. ISO/IEC/IEEE 29148 Systems and software engineering – Life cycle processes – Requirements engineering, 2011.

46. Koverninskiy I.V., Kan A.V., Volkov V.B., Popov Yu.S., Gorelits N.K. Practical experience of software and system engineering approaches in requirements management for software development in aviation industry. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 28, issue 2, 2016, pp. 173-180. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(2)-11

47. Gorelits N.K., Peskov E.V. Analysis of system engineering approaches for complex systems development in aviation industry. Abstracts of the III III All-Russian Scientific and Technical Conference «Modeling of aviation systems», 2018, p. 231 (in Russian) / Горелиц Н.К., Песков Е.В. Анализ подходов системной инженерии при разработке сложных систем в авиационной отрасли. Тезисы докладов III Всероссийской научно-технической конференции «Моделирование авиационных систем», 2018 г., стр. 231.

48. Ascon 8D. Quality management. Available at: https://ascon.ru/products/1248/review/, accessed 10.05.2020 (in Russian) / 8D. Управление качеством – Аскон.

49. Unified Register of Russian programs for electronic computers and databases. URL: https://reestr.minsvyaz.ru (in Russian) / Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных.

50. Federal Service for Technical and Export Control. URL: https://fstec.ru (in Russian) / Федеральная служба по техническому и экспортному контролю.